一种手性配体及其在催化制备光学活性二级醇中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种手性配体及其在催化制备光学活性二级醇中的应用，本发明专利技术设计合成了一类新的手性配体，配体的结构式为：

【技术实现步骤摘要】
一种手性配体及其在催化制备光学活性二级醇中的应用
本专利技术涉及一种手性配体及其在催化制备光学活性二级醇中的应用，属于催化剂

技术介绍
光学活性的二级醇是一种极其重要的活性生物分子前体，广泛存在于各种天然产物和人工合成的药物的分子片段中；作为有机合成的中间体，光学活性的二级醇又是重要的手性源试剂。酮的不对称硼氢化还原是得到光学活性二级醇最直接且最为便捷的方法。目前，关于金属配合物催化不对称硼氢化反应制备光学活性的二级醇的报道：(1)2015年，陆展课题组报道了第一例频哪醇硼烷参与的、由金属Co配合物催化的不对称硼氢化反应。该反应使用吡啶噁唑啉配体稳定的金属Co配合物作为催化剂，以芳基酮为原料，频哪醇硼烷为还原剂，反应对底物具有很好的适应性，室温下，2h内大多数底物能实现90％以上转化率，ee值最高能达到99％(参见：Guo,J.；Chen,J.H.；Lu,Z.Chem.Commun.2015,51,5725-5727.)。(2)2017年，Gade课题组报道了锰的螯合型配合物催化的频哪醇硼烷高效简单酮的不对称硼氢化反应，2.5mol％的催化剂用量2h内即可达到99％的产率。文章中提出了反应本质上是金属氢化物起到了催化作用(参见：Vasilenko,V.；Blasius,C.K.；Wadepohl,H.；Gade,L.H.Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,8393.)。(3)2018年，赵蓓课题组制备了多种以二苯基脯氨醇为基本骨架的芳氧功能化手性配体，并合成了相应的稀土金属配合物。以频哪醇硼烷作为还原剂时，芳香酮及α,β-不饱和酮的不对称硼氢化还原都有不错的效果(参见：Song,P.；Lu,C.R.；Fei,Z.H.；Zhao,B.；Yao,Y.M.J.Org.Chem.2018,83,6093.)。(4)2019年，Magnus课题组利用(R)-(+)-BINOL配体和MgBu2原位催化频哪醇硼烷高效酮的不对称硼氢化反应，-40℃下，3h内产率最高可达99％，ee值最高能达到98％。在之前的报道中，普遍认为酮的不对称硼氢化反应本质上是金属氢化物起到了催化作用，但这篇文章通过光谱表征及DFT计算提出了不同的反应机理(参见：Alban,F.；Marc,M.；Bholanath,M.；Luigi,C.；Magnus,R.Angew.Chem.,Int.Ed.2019,58,17567.)。(5)2020年，Magnus课题组又利用(R)-(+)-BINOL配体和AlMe3原位催化杂环酮的不对称硼氢化反应，仅用1mol％的催化剂用量2h内对于大多数底物都有很好的产率和ee值(参见：Yury,L.；Iuliia,P.；Bholanath,M.；Miguel,D,V,G.；Luigi,C.；Magnus,R.J.Am.Chem.Soc.2019,141,19415.)。综上，金属催化的不对称硼氢化反应相关的报道仅有寥寥几例。因此，选择合适的金属试剂，辅以恰当的手性配体，实现简单酮的不对称硼氢化反应仍然具有较为重要的研究价值。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一系列新的手性配体用于光学活性二级醇的制备，本专利技术的手性配体结构易于修饰、催化剂用量少、反应条件温和、分离纯化简便，可以高收率、较高选择性地合成光学活性二级醇。本专利技术的第一个目的是提供一种手性配体，所述配体的结构式为：其中，R1、R2独立选自氢、C1-C4烷基、CF3或甲氧基；R3选自C1-C4烷基。本专利技术中，手性配体简称H2Ln，其中n＝1-5中任一整数，具体地：当R1为4-叔丁基，R2为氢，R3为甲基，手性配体命名为H2L1；当R1为4-三氟甲基，R2为氢，R3为甲基，手性配体命名为H2L2；当R1、R2为2,6-二甲基，R3为甲基，手性配体命名为H2L3；当R1、R2为2,4,6-三甲基，R3为甲基，手性配体命名为H2L4；当R1、R2为2,4,6-三甲氧基，R3为甲基，手性配体命名为H2L5。本专利技术的第二个目的是提供所述的手性配体的制备方法，包括如下步骤：将(1R,2R)-N-(对甲基苯磺酰基)-1,2-二苯基乙二胺加入到无水乙醚溶剂中，加入三乙胺作为缚酸剂，在冰水浴中，滴加式(4)所示苯甲酰氯，滴加完缓慢升温至20-30℃，搅拌反应3-5h，得到所述的手性配体；其中，R1、R2独立选自氢、C1-C4烷基、CF3或甲氧基。本专利技术的第三个目的是提供所述的手性配体在催化制备光学活性二级醇中的应用。进一步地，所述的应用包括如下步骤：在无水、无氧且有保护气氛的条件下，将式(1)所示的酮和频哪醇硼烷(HBPin)在所述手性配体与三价稀土金属硅胺化合物的原位催化下，在有机溶剂中于-30℃-30℃下进行反应，反应完全后淬灭得到式(2)所示的光学活性二级醇，以上反应路线如下：其中，R为烷基；所述的三价稀土金属硅胺化合物为：RE[N(SiMe3)2]3；RE为La元素、Nd元素、Eu元素、Sm元素、Yb元素或Y元素。优选地，对映选择性最好的反应温度是-10℃。进一步地，所述的酮、频哪醇硼烷、三价稀土金属硅胺化合物和手性配体的摩尔比为10:20:1:1-2。优选地，对映选择性最好的摩尔比为10:20:1:1。进一步地，反应时间为8-24h。优选地，选用12h作为反应时间。进一步地，所述有机溶剂为四氢呋喃、1,4-二氧六环、二甲醚、二氯甲烷、四氢呋喃和1,4-二氧六环中的一种或多种混合。优选地，对映选择性最好的是采用1mL四氢呋喃和1mL1,4-二氧六环的混合溶液作为溶剂。进一步地，所述的保护气氛为氩气或氮气。进一步地，反应结束后采用硅胶(SiO2)淬灭反应。进一步地，反应结束后还包括采用柱层析纯化产物的步骤。本专利技术的有益效果：1、本专利技术设计合成了一类新的手性配体，可用于简单酮的不对称硼氢化反应。2、本专利技术利用三价稀土金属硅胺化合物和配体原位催化，其催化剂的用量为反应物酮的10mol％，产物收率可达95％，产物的ee值可达到63％。较少的催化剂用量也有利于稀土资源高效利用和节能环保，利于产物的提纯。3、本专利技术反应条件温和，无需添加剂，能高效催化酮的不对称硼氢化。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。实施例1：配体前体H2L1的合成称取(1R,2R)-N-(对甲基苯磺酰基)-1,2-二苯基乙二胺(1.83g,5.0mmol)倒入100mL圆底烧瓶中，加入约30mL无水乙醚作为溶剂，加入三乙胺(TEA)(0.5g,5.0mmol)，在冰水浴搅拌下，缓慢滴加对叔丁基苯甲酰氯(0.98g,5.0mmol)。烧瓶中立即生成白色固体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手性配体，其特征在于，所述配体的结构式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种手性配体，其特征在于，所述配体的结构式为：



其中，R1、R2独立选自氢、C1-C4烷基、CF3或甲氧基；R3选自C1-C4烷基。


2.一种权利要求1所述的手性配体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将(1R,2R)-N-(对甲基苯磺酰基)-1,2-二苯基乙二胺加入到无水乙醚溶剂中，加入三乙胺作为缚酸剂，在冰水浴中，滴加式(4)所示苯甲酰氯，滴加完缓慢升温至20-30℃，搅拌反应3-5h，得到所述的手性配体；



其中，R1、R2独立选自氢、C1-C4烷基、CF3或甲氧基。


3.一种权利要求1所述的手性配体在催化制备光学活性二级醇中的应用。


4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述的应用包括如下步骤：
在无水、无氧且有保护气氛的条件下，将式(1)所示的酮和频哪醇硼烷(HBPin)在所述手性配体与三价稀土金属硅胺化合物的原位催化下，在有机溶剂中于-30℃-30℃下进行反应，反应完全后淬灭得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵蓓，余齐顺，陆澄容，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32